網聯無人機體系全景

7月底以來，臺風“杜蘇芮”在我國多地引發嚴重洪澇災害。中國聯通迅速出動網聯無人機應急通信系統開展應急通信救援行動，無人機、4G/5G空中基站、衛星回傳鏈路等科技創新成果切實保障了防汛工作順利進行。

在救援過程中，中國聯通自主研發的無人機應急通信系統提供穩定通信保障的“亮眼”表現，引起了業界、媒體的廣泛關注。中國聯通網聯無人機以及基于無人機的應急通信系統之所以能夠得到長足發展，背后是其網聯無人機體系化科研創新的結果。

早在2017年，中國聯通就開始布局推進網聯無人機產業的體系化創新工作，依托長期在網絡、終端及平臺的研發積累，率先在行業內提出“端、網、業、管”四位一體網聯無人機發展思路及解決方案。目前，中國聯通網聯無人機除應用于應急通信保障之外，還在河道巡檢、空中喊話、物資拋投、視頻回傳以及三維建模等場景中得到了常態化應用。

自中國聯通新戰略實施以來，為更好地迎接泛在低空經濟產業發展，為行業提供極限場景下的通信保障，中國聯通研究院與河南聯通、北京聯通等緊密合作，瞄準數字技術融合創新，在集團公司創新體系和核心技術攻關體系雙重保障下，基于“端、網、業、管”四位一體體系整體布局，目前已經形成業界領先的八大創新突破，并持續推進無人機產業向網聯化、智能化方向發展。

端側兩大突破

確定性連接5G網聯模組。中國聯通自主研發了業內首個適用于無人機網聯的確定性連接5G模組，該模組提供5G雙卡雙鏈路保障，可對雙鏈路的應用性能指標（時延、丟包率）及網絡性能指標（信號強度、信噪比）進行秒級持續監控，可根據雙閾值完成不同運營商網絡的毫秒級鏈路智能切換。與通用模組相比，確定性連接專用5G模組可將有效連接時長提高9.7％，為行業用戶提供持續、穩定的網絡連接服務，能有效解決網絡覆蓋不連續、斷網后重連速度慢的痛點問題，對于連接可靠性、穩定性高需求的場景具有極強的適應性。

通用型輕量化機載終端。中國聯通自主研發極致輕小、超低功耗、接口精簡的通用型機載終端，該終端重量僅120克，運行時功耗低至5W，可通過手機APP快速配置，使用便捷；支持包括大疆全部行業級無人機在內的行業主流無人機，全面拓展網聯無人機應用范圍，將極大促進無人機產業快速向網聯化發展。

網側兩大突破

形成基于現網的低空網絡最佳參考配置方案。依托中國聯通5G精品網，通過現網基站天線俯仰角的調整，實現了現網對地面與300米低空的同時覆蓋；優化空地頻率分配策略，有效降低地面網絡與低空網絡的干擾；在網絡側為無人機業務配置不同的QoS策略保障數據傳輸的優先級。通過上述多種技術手段組合，有效解決低空網絡優化難題，取得了傳輸干擾少、切換快、業務持續的效果。優化后，低空5G網絡覆蓋比例達到99％，減少小區切換次數30％以上，無人機全航程傳輸速率滿足1080P視頻傳輸需求，依托地基網絡覆蓋能力，以參數工程化優化形成最佳參考配置方案，為泛低空可靠網絡連接提供了業界網絡配置參考標準。

無人機5G低空專網。依托5G泛在低空測試基地，中國聯通建成全國覆蓋面積最大（1200平方公里）的立體無縫覆蓋網絡，并通過上百次調試優化，形成可支撐水利巡檢、石油管線及天然氣管線巡察、支線物流、森林防火等典型無人機應用場景的5G低空專網。依托優質的測試驗證環境，網聯無人機產業形成了良好的孵化效應。通過同步建成的無人機產業孵化器，吸引20多家國內外無人機企業入駐，涉及飛控研發、整機制造、飛行服務、人員培訓等產業鏈各個環節，產業集聚態勢初步形成。有了上述基礎，該基地于2020年正式申請并成為首批13個國家級民用無人駕駛航空試驗區之一，支撐商飛、水利局、管網公司等合作伙伴面向巡檢、巡察、物流等場景開展網聯無人機業務驗證及示范。

業側三大突破

網聯無人機應急保障系統。網聯無人機應急保障系統由垂起固定翼無人機、空中4G/5G通信基站、衛星回傳鏈路組成。整體系統兼容全構型行業無人機的小型化通信基站及衛通設備，通過運動傳感及慣導反饋技術解決了衛通天線穩定性問題，同時應用波束賦形及位置隨動組合策略消除飛行氣動特性對移動信號傳輸的影響，實現基站回傳信號在100平方公里范圍內穩定傳輸，保障1000名用戶同時在線通信。在衛星回傳方面，采用高軌地球同步衛星，支持低通量通信業務，解決災情中斷路、斷網、斷電的應急通信難題。

無人機行業應用通用能力突破。視頻業務是無人機行業應用的主要內容，可分為兩類情況：一是視頻實時回傳及云側常態處理，二是端側實時處理。針對上述情況，根據端云算力分布和網絡質量，進行端云協同式技術攻關。在第一類情況中，構建“端-云”間輕量化、低時延通信機制（以定制化LWM2M和MQTT協議為基礎），融合視頻實時優化的多種策略（CBR/VBR/CVBR動態切換、碼率與GOP動態協同調整等），實現視頻回傳時延低于500ms，保障視頻回傳質量損耗低于10％。同時，云側對實時視頻進行圖像拼接、同步對比和清晰度調優，使其具備行業應用價值。在第二類情況中，憑借自研算力終端的16路視頻并發識別和15TOPS算力，在端側實時進行圖像處理，僅將關鍵數據結果轉發云側進行呈現，滿足網絡質量較差時行業應用對數據結果的時效性需求。

靈活的二次集成與融合能力。基于微服務架構，通過開放平臺級API接口，快速實現與第三方平臺的系統融合，形成包含網聯無人機的綜合業務平臺（如智慧城市、數字政府等）。在系統融合的基礎上，推進大數據一點式集中，實現低空產業數據與千行百業數據融合，滿足多元行業場景和不同類型客戶對差異化數據的剛性需求，充分發揮數據融合的應用價值。

管側一大突破

全流程泛在低空管控能力。以通用聯通云具備的靈活部署和開放服務為基礎，將低空行業應用功能組件化、模塊化，重構無人機整體系統架構，支持輕量化SaaS/PaaS等多種方式進行落地服務，具備遠程、實時的端到端全流程泛在低空管控能力，符合國家最新發布的《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》監管要求。目前已完成20余款行業主流無人機產品的適配對接，累計用戶數量超過500人，存儲數據超過50TB。

上述創新成果，離不開中國聯通6年多來的無人機網聯科研努力。目前，中國聯通已形成以地理測繪、電力巡檢、應急通信、環境保護、管線巡檢、區域安防等典型場景的行業應用創新。作為無人機網聯化的“開局者”，中國聯通將持續推進無人機網聯化、智能化發展，不斷擴大產業規模，打造穩定可靠、經濟高效、技術領先、場景豐富的網聯無人機產品體系和常態化應用場景，把科技創新“關鍵變量”轉化為高質量發展的“最大增量”，切實踐行“數字信息基礎設施運營服務國家隊、網絡強國數字中國智慧社會建設主力軍、數字技術融合創新排頭兵”的使命擔當。